package msb.class08;

import java.util.Arrays;

/**
 * 计数排序
 * <p>
 * 逻辑：
 * 首先遍历数组，找到最大值 max。
 * 创建一个桶（数组） bucket，大小为 max+1，用于存储每个数字出现的次数。
 * 再次遍历数组，将每个数字出现的次数存储到桶中。
 * 遍历桶，按照顺序输出每个数字，输出的次数等于该数字在桶中出现的次数。
 * <p>
 * 限制：
 * 适用于数据范围较小的情况，如果数据范围很大，需要使用其他排序算法。
 * 需要额外的空间来存储计数数组，如果数据范围很大，需要大量的额外空间，可能会导致内存不足的问题。
 * 只适用于非负整数排序，不能用于排序负整数和浮点数。
 */
public class Code02_CountSort {

    public static void countSort(int[] arr) {
        // 如果数组为空或长度小于2，直接返回
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        // 找到数组中的最大值
        int max = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            max = Math.max(max, arr[i]);
        }

        // 创建一个桶，大小为 max+1，用于存储每个数字出现的次数
        int[] bucket = new int[max + 1];

        // 遍历数组，将每个数字出现的次数存储到桶中
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            bucket[arr[i]]++;
        }

        // 遍历桶，按照顺序输出每个数字，输出的次数等于该数字在桶中出现的次数
        int current = 0;
        for (int i = 0; i < bucket.length; i++) {
            for (int j = 0; j < bucket[i]; j++) {
                arr[current++] = i;
            }
        }
    }

    public static void comparator(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
    }

    // for test
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // for test
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    // for test
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // for test
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // for test
    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 150;
        boolean succeed = true;
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            countSort(arr1);
            comparator(arr2);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;
                printArray(arr1);
                printArray(arr2);
                break;
            }
        }
        System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");

        int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
        printArray(arr);
        countSort(arr);
        printArray(arr);

    }


}


